期刊VIP學術指導 符合學術規范和道德
保障品質 保證專業,沒有后顧之憂
人們通過現場目測檢查或借助各種儀器檢測之后,以及通過試驗成果、資料分析和調查了解之后,往往會發現無論是在建的、新建的還是在已建的老的水工混凝土建筑物中,都會因各種原因和各種復雜的邊界條件,致使混凝土結構不同程度地存在病害缺陷和老化問題。其歸結起來主要有裂縫、沉陷、磨損、滲漏、表面炭化以及結構外觀變形等。這些病害缺陷和老化的存在,無疑對混凝土建筑物會直接地或間接構成危害,并嚴重地影響其使用壽命。因此,人們一直不斷地努力并致力于修補材料和修補技術的研究,然后付之于實踐。已有的成果表明,這些努力均不同程度地取得了好的效果。
本文擬針對大壩混凝土裂縫施工的灌漿漿材、灌漿工藝和灌漿設備等方面的一些最典型問題,提出與大家共同探討,并寄望有關科研機構、材料廠家及行業專家以予關注,以促進其不斷改進,滿足生產需要。
一 裂縫灌漿的基本方法
大壩混凝土裂縫灌漿一般是在裂縫普查完畢,裂縫深度檢查和按標準進行裂縫分類確認之后,根據具體技術要求和施工作業指導書實施灌漿作業。灌漿方法有多種,常見的有兩種:一種為無損貼嘴灌漿法;一種為打孔埋管灌漿法。其中無損貼嘴灌漿法將是今后推廣的方法。
無損貼嘴灌漿法的灌漿施工工藝流程為[3]:注漿嘴加工_打磨-沖洗-裂縫描述-貼嘴-封縫-壓風檢查-灌漿-灌漿嘴清除-質量檢查。
打孔埋管灌漿法的灌漿施工工藝流程為:打孔-沖洗-埋管封縫-壓風檢查-灌漿-質量檢查。
二 裂縫灌漿施工中的難點及問題探討
2.1 灌漿漿材
2.1.1 漿材配方繁瑣問題
目前,常用的混凝土裂縫化學灌漿漿材主要有普通環氧、各種改性環氧、彈性環氧和甲凝等。綜觀這些漿材,都必須在現場進行嚴格、準確的配比試驗,調配合適滿足設計要求之后方能使用。實際施工時,由于土建施工現場大多條件簡陋,工作環境相對于實驗室內較差,給調配試驗和每批次配漿工作帶來諸多不便和困難,因此,很容易使調配成果及每批次配漿比例精確不夠,較為粗糙,勉強灌入裂縫之后發現不能滿足設計要求則為時已晚,無法補救。這一點應高度重視。
因此,在化學灌漿漿材配方方面,建議出廠產品直接采取雙組分,或三組分方式,運到現場后,按照體積或重量之比(宜用體積比),直接合成使用,以簡化配漿試驗,消除配漿誤差,確保漿材各項性能穩定。
2.1.2 粘度問題
混凝土裂縫按深度、寬度和成因可分為表層裂縫、深層裂縫、貫穿裂縫;溫度縫、干縮縫;活縫、死縫、增長縫等。但無論什么縫都有寬有窄、有深有淺、有干縫有濕縫。對不同的縫進行灌漿,就漿材而言,無論是剛性材料還是柔性材料,人們直觀感覺總是粘度越低越好,粘度越低可灌性越強,也便于現場操作。
然而,漿材粘度要低到什么程度為好呢?筆者認為要視現場需要而定,因為粘度越低,漿材的分子量就越小,其固結后的回縮率就越大;另一方面,粘度越低,則漿材稀釋溶劑摻量越大,漿材的固結時間越長,特別是在灌注有滲水的裂縫時,漿材未固結就可能被水沖走。因此在雙組分或三組分漿材材料基礎上,同一產品其粘度大小考慮現場可調,并附之相應條件下的各項物理性能指標和說明書,將是十分有利于現場選用的。
2.1.3 “無味漿材”問題
“無味漿材”問題是灌漿施工中環境保護的一個重要方面。僅以丙酮為例,當在廊道或洞內灌漿作業時,由于通風條件差,丙酮發出的氣味濃,操作人員被熏久之后最直接的感覺是頭暈、惡心、不想吃飯,嚴重的甚至全身浮腫。所以,類似這種味大的漿材應盡快“減味”或“去味”,倡導研發和使用“無味漿材”。
2.2 灌漿設備
目前,混凝土裂縫化學灌漿設備雖已有一些定型產品,許多科研機構和廠家已研制了一些打孔阻塞和灌漿機具,但這些設備或機具總令人感到不系統、不成熟、自動化程度低,甚至還依賴傳統的手壓泵作業、人工記錄。例如,有一家業內著名的防水有限公司研制生產了一種小型“雙液化學注漿泵”,并獲得了國家專利,但還存在兩個問題未解決:①灌漿過程的自動記錄問題;②與其他材料生產廠家聯手,配備實用于不同漿材配比的注漿活塞問題。因此,盡快研發壓力、流量可調,自動記錄,結構簡單,易于清洗,小型輕便,適用多種漿材灌注的化學灌漿泵機十分必要。
2.3 濕縫灌漿問題
濕縫通常分為兩種:一種為潮濕不滲水濕縫;另一種則為滲水濕縫。但無論那一種,如果僅實現單純的止漏防滲,現已有較好的灌漿材料可用;而當濕縫灌漿有粘接強度要求時,往往達不到干縫灌漿效果,尤其是采用環氧樹脂灌滲水縫。盡管有些環氧漿材有親水性能,但經灌后觀察,仍常常有滲水流出,取芯檢查,芯樣破成兩半的居多,且時有環氧脫落現象。究其原因,是當你發現滲水濕縫時,它的存在就可能有一段時間了,而滲過縫中的水,不但有混懸顆粒,同時有浮游生物和植物,這些東西都有可能粘附在粗糙的縫面上,污染縫面,改變原縫的寬度,增大灌漿阻力。因此,濕縫的洗縫方法及灌漿漿材的創新應成為解決上述問題的重要途徑。
2.4 濕縫內鈣質物清洗
在工程現場,還會經常遇到這樣的情況:混凝土裂縫不但向外滲水,而且沿著縫口析出白色鈣質物。該縫要求化學灌漿,并有止水和粘接強度要求。
對于這種裂縫一般的處理方法有兩種:一種是先止水再灌漿。止水方法是力求找到水源切斷它,無果時,再打深孔灌漿止水,待縫干躁后再灌漿。第二種方法是打孔直接在滲水的情況下灌漿。
然而,這兩種方法存在的一個共同的問題是:如何將縫內的鈣質物清洗干凈?已有的實踐表明,若用壓力風、水輪換沖洗,其效果很差,甚至沒有效果,從而,灌漿時根本不進漿或進漿很少,取芯發現鈣質物與漿體粘結甚微或根本不粘,或因鈣質物充填飽滿,根本無漿。因此,需要研制一種能溶解鈣質物的清洗劑,用于清洗該類裂縫。
2.5 潮濕背水面止水
在工程實際中,常常會遇到與縫面相連的潮濕背水面的情形,需要進行臨時性止水。止水材料分柔性、剛性兩大類。例如,在大壩混凝土接縫灌漿施工前,若接縫灌區出現外漏,需要對外漏處加以嵌堵,這即屬背水面柔性臨時止水問題;又如混凝土表面出現面滲漏,要求在潮濕面進行嵌堵后,再進行混凝土內灌漿處理,這即屬背水面剛性臨時止水問題。總之,水工建筑物背水面止水問題是灌漿施工前準備工作的重要一環。
一般在潮濕背水面粘貼后能承受0.1 MPa左右灌漿壓力的止水材料目前尚比較少見,大多是要么粘不上,要么粘上不牢,壓水或灌漿時被頂脫落,不能止漏。因此,有必要研發一種在潮濕環境下能有效快速的地力粘貼且價格低廉的止水產品。由于灌縫總是處于張、合交替的運動狀態,因此,首先研發柔性止水產品意義重大。
三 結語
在大壩等水工結構中,產生和存在裂縫通常是不可避免的。然而一旦出現,必須采用有效的方法將其處理好,目前這些方法中用得最多的就是化學灌漿法。由于我們的經驗和條件所限,上述問題可能正在解決或即將解決,但仍希望得到大家的關注,以共同為大壩混凝土裂縫采用化學灌漿修復如初作出貢獻。
參考文獻:
[1] 郭三鋼. 裂縫修補技術在某水庫大壩灌漿廊道滲漏處理中的應用[J]. 科技風, 2009,(22).
[2] 王勇, 劉書奇, 趙瑜. 化學灌漿技術在大花水電站大壩混凝土裂縫處理中的應用[J]. 華北水利水電學院學報, 2009,30(5).